1、第七章力 與 運 動第一節科學探究: 牛頓第一定律【教學目標】知識與技能1. 了解亞里士多德與伽利略的思想沖突。2. 知道伽利略的理想實驗和方法。3. 知道牛頓第一定律的內容。4. 了解慣性, 并了解利用慣性和防止慣性的方法。過程與方法1. 通過觀察和實驗探究出牛頓第一定律。2. 通過實驗活動了解觀察法的單獨使用無法完成科學探究活動。3. 通過學習活動, 鍛煉學生觀察、分析與歸納的能力。情感態度與價值觀1. 通過教師、學生雙邊的教學活動, 使學生樹立科學的探究態度, 了解科學的探究思路和方法。2. 通過大量實例, 激發學生學習興趣和對科學的探究欲望, 使學生樂于探索日常生活中的物理學道理。3.

2、 注意在活動中培養學生的合作意識。【重點難點】重點 :牛頓第一定律、慣性。難點 :對牛頓第一定律的理解。教法 :1. 對比實驗、自主探索、合理推理。2. 利用生活中的實例, 理解慣性與質量的關系。【教學準備】教師準備: 多媒體課件、小車、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木塊、氣墊導軌、滑塊。學生準備: 學案、小車、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺。【教學設計】一、引入新課開門見山 , 闡述課題 : 前面幾章學習了運動和力基礎知識, 這一章開始我們研究力和運動的關系。第一節課我們來學習牛頓第一定律。二、進行新課教師活動: 多媒體播放古代人勞動的漫畫, 邊播放邊說, 人推車走, 不推車停,由此看來必須

3、有力作用在物體上, 物體才運動, 沒有力作用在物體上, 物體就不運動這是兩千多年前亞里士多德說的 , 不是我說的。是這樣嗎?學生活動 : 學生觀看漫畫, 人推著車子, 汗流浹背 , 推車的人放下車, 一邊擦汗 , 一邊嘆氣。通過看漫畫思考問題。教師活動 : 下面你就利用桌子上的器材來研究一下這個問題。讓學生利用桌子上的器材, 自主設計實驗, 分別研究 :1. 力推物動, 力撤物停。2. 力撤物不停。教師巡回指導, 提出問題 : 物體的運動是不是一定需要力?學生活動 : 利用桌子上的器材: 小車、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺做實驗 :1. 桌子上鋪毛巾, 小車放在毛巾上, 推它就動 , 不推

4、就停。2. 撤去毛巾, 讓小車在桌面上, 推一下小車, 小車運動一段距離才停下來。教師活動 : 你還能舉出其他的例子來說明這個問題嗎?剛才的兩個實驗為什么會出現兩種現象呢?矛盾出在哪呢?學生活動 : 學生舉例討論, 比如 : 自行車蹬一段時間后停止蹬車, 自行車會滑行一段距離; 溜冰 ; 冰面上踢出去的冰塊。點評 : 通過舉例進一步理解物體的運動不需要力來維持。教師活動: 引導學生進行實驗對比。通過對比實驗可以進行邏輯推理, 如果接觸面非常光滑沒有摩擦, 那小球會怎樣?學生活動: 用小球做對比實驗A. 使斜槽和桌面吻合, 讓小球從斜槽上滾下, 標出滾動距離。B. 在桌面上放玻璃板 , 使斜槽和

5、玻璃板吻合, 讓小球從同樣的高度滾下, 標出滾動的距離。對比發現 , 接觸面越光滑, 滾動距離越遠。總結得出: 小球運動停下來的原因是摩擦力。如果接觸面非常光滑, 小球會永不停止。點評 :1. 對比實驗, 找出問題的本質, 從而理解物體的運動和力的關系。2. 在對比實驗的基礎上進行合理的邏輯推理。教師活動 : 在學生回答的基礎上, 結合實驗進一步總結:（ 并板書 ）物體的運動是不需要力來維持的。(力撤物停是因為有摩擦力。如果沒有摩擦力 , 運動的物體會一直運動下去) 。最早發現這一問題的科學家是伽利略。伽利略是怎么研究這個問題的呢?教師活動 : 邊介紹邊用多媒體播放伽利略的理想實驗。要達到以下

6、效果:(1) 對稱斜面 , 沒有摩擦小球滾到等高。(2) 減小另一側斜面傾角, 小球從同一位置釋放要滾到等高, 滾動距離就會越遠。(3) 把另一側斜面放平, 小球要到等高, 就會一直滾下去。根據這一現象伽利略得出了什么樣的結論?學生活動 : 觀察并回答提出的問題。運動的物體如果不受力, 物體將勻速運動下去。點評 : 通過觀察伽利略的理想實驗, 啟發學生在研究科學問題時大膽的設想和科學的推理都是很有必要的。教師活動 : 用氣墊導軌消除摩擦。讓滑塊在導軌上滑動, 利用光電門測出滑塊在不同位置的速度。學生活動: 學生記錄數據并比較, 確信它的正確性。教師活動: 引導學生認識、總結力和運動的關系。讓學

7、生閱讀課文找出:1. 亞里士多德的觀點。2. 伽利略的觀點。3. 牛頓第一定律。對比三個人的觀點, 它們都是表述力和運動關系的, 哪個更全面?學生活動 : 閱讀課文 , 回答問題。1. 亞里士多德: 地面上物體的“自然本性”是靜止的 , 要維持物體的運動, 就必須給它施加一定的力; 不受力而能夠一直運動的物體是不存在的。2. 伽利略 : 運動的物體不受力時將一直做勻速直線運動。3. 牛頓第一定律: 一切物體在沒有受到外力作用的時候, 總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。教師活動 : 既然牛頓第一定律是最完善的, 那么它從幾個方面闡述了力和運動的關系 ?在學生回答的基礎上, 進一步總結: 力不是維

8、持物體運動狀態的原因, 力是改變運動狀態的原因。運動狀態是指什么?學生討論回答: 兩個方面 : 不受力時 , 物體保持勻速直線運動狀態或靜止狀態 ; 受力時 , 力迫使它改變運動狀態。運動狀態: 速度的大小和方向。點評 : 培養學生理解問題的能力。教師活動: 牛頓第一定律可不可以用實驗來驗證?什么時候可以看作不受力并舉例說明。學生活動:學生回答不能。因為不受力作用的物體是不存在的。受力但合力為零時。比如:冰面上勻速滑動的冰塊、冰壺。點評 : 培養學生刨根問底的嚴謹態度。教師活動:牛頓第一定律又叫慣性定律, 慣性是指什么?你又怎樣理解這種性質呢?舉例說明。因為這是一個新概念, 學生剛接受可能不是

9、很好理解。需要通過實驗來進一步理解。在小車上放一高的木塊, 讓小車在光滑的玻璃上運動, 前面固定一物塊, 當車運動到物塊時被擋住, 車上的木塊前傾。為什么?再如 , 人站在勻速行使的車廂內豎直向上跳起, 仍會落到原地。這都是慣性現象。再讓學生舉例, 學生就必然入門了。學生活動 : 學生觀察并思考, 再進一步理解慣性: 物體具有保持原來運動狀態或靜止狀態的性質。教師活動: 列舉慣性利用和危害的事例。點評 : 通過生活中的例子進一步理解慣性。教師活動: 進一步總結: 物體不受力時將保持勻速直線運動狀態或靜止狀態理解時可認為不受力和合力為零效果是一樣的, 如果某個方向不受力, 那么在這個方向物體也會

10、保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。培養學生靈活運用物理規律解決問題的能力。教師活動 : 一切物體都具有保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質, 當力使它改變這種狀態時, 它就會有抵抗運動狀態改變的“本領”。這個本領與什么有關呢 ?比如貨車啟動時, 由靜止到運動得需要一段時間, 是空車好啟動還是滿載時好啟動?你還能舉出什么例子來?學生活動 : 學生思考比如騎自行車, 單人時和帶人時的感覺相比。從實例可看出, 運動狀態變化的難易程度與質量有關。教師演示 : 彈簧穿過一細線與兩質量不同的小車相連, 剪斷細線 , 觀察小車 的運動。點評 : 通過生活中的一些例子理解慣性大小與質量有關。三、課堂總結、點評教

11、師活動 : 讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結, 其他同學在筆記本上總結, 然后請同學評價黑板上的小結內容。學生活動 : 認真總結概括本節內容, 并把自己這節課的體會寫下來。比較黑板上的小結和自己的小結, 看誰的更好, 好在什么地方。點評 : 總結課堂內容, 培養學生概括總結能力。教師要放開, 讓學生自己總結所學內容, 允許內容的順序不同, 從而構建他們自己的知識框架。四、實例探究對慣性的理解1. 被踢出去的冰塊在摩擦力可以忽略的冰面上運動受沒受向前的力?為什么能夠向前運動?2. 船在水中勻速行駛, 一人站在船尾向上豎直跳起, 他會落入水中嗎?為什么?3. 為什么跳遠運動員要助跑

12、才能跳得遠些?4. 在一向北勻速直線行駛的火車車廂中, 一小球靜止在水平桌面上, 當坐在桌旁的人看到小球向南滾動時, 火車做什么運動?五、討論本節課我們主要學習的問題1 . 歷史上幾位科學家對力和運動關系的看法和研究。2 . 伽利略研究力和運動關系的思想方法理想實驗法。- 8 -3 .牛頓第一定律的內容和意義。意義：給出了不受外力作用時物體的運動規 律。進一步加深對力的概念的理解。引出了慣性的概念。指出了受合外力為零的物體的運動規律。4 .慣性及應用慣性知識解決實際問題的方法。六、布置作業：課后1 3題。實驗探究報告提出問題：運動物體如果不受力的作用，會一直運動下去嗎？制定計劃與設計實驗：讓小

13、車從斜面的同一高度滑下，再在水平面上運動，逐漸減小水平面的粗糙程度，再用尺子量出小車在水平面上運動的距離，并推出當水平面沒有摩擦的時候小車的運動狀態。準備器材：斜面、較光滑平木板、小車、棉布、毛巾和刻度尺等。進行實驗與收集證據：1 .讓小車從斜面頂端滑下，滑到鋪有毛巾的木板表面上，小車靜止后t已下 小車在毛巾上運動的距離S1。2 .讓小車從斜面貞端滑卜，滑到鋪棉布的木板表卸上，小車靜止后記卜小 車在棉布上運動的距離 S2。3 .讓小車從斜面貞端滑卜，滑到較光滑的木板表卸上，小車靜止后記卜小 車化木板上運動的距離 S3。4 .比較小車在上述3種情況下移動的距離，并將比較的結果填在表中。接觸面，卜

14、車受到摩擦力的大小（大、較大、小）小車運動的距離s/m鋪有毛巾的表面鋪后棉布的表面較光滑的木板表卸分析論證得出結論：理想化推理：假如平面足夠光滑（完全沒有摩擦力），小車會做怎樣的運動？【教學反思】牛頓第一定律的教學中，如果能用伽利略理想斜面推論出運動的物體在沒 有力時能一直運動下去，學生的體驗會更加深刻，再結合推平時較重的物體或初 速很小的物體（其實是受摩擦力相對較大的物體），推就動，不推就不動的解釋， 學生可能更好體會力改變物體的運動狀態，推就動，被推物體由靜止到運動，所 以推力改變運動狀態；放手不推時它的運動狀態變化是在運動非常短的時間內 變為零（我們的直觀體會是立即變為零），此時去掉了推力，物體還受力嗎？像我 們做實驗的小車一樣受阻力，不是去掉力它就不運動了 ，而是受到的阻力改變了 它的運動狀態，所以力是改變運動狀態的原因。本節課的整體安排是以物理學史的形式講解這一課 ，讓學生體會人們認識 牛頓第一定